PES의 기계적 성질[Mechanical Properties of PES]


장기적 변형[Long Term Deformation]
 
Creep
 
실용 부품의 강도 계산에 있어서, 표준 테스트(예를 들면ASTM)에 의한 강도,탄성률만을 사용하는 것은 적절치 않습니다.
최적 디자인을 결정하는데 있어서는, 크리프 특성과 온도에 의한 특성 변화를 바탕으로, 사용 조건하에서의 성형품의 치수 변화
및 강도 변화를 고려할 필요가 있습니다.
그림1에 내츄럴 그레이드4800G의 20 ℃ 및 150 ℃에 있어서의 인장크리프특성을 나타냅니다.
그림으로부터 분명한 것은 PES는 내 크리프성이 뛰어납니다.
내츄럴 그레이드에서는 20 ℃ 으로 20MPa의 부하로 3년 후의 크리프 변형이 불과 1% 이며, 150 ℃ 에서 10MPa의 부하에서도 3년 후의
크리프 변형이1%에 지나지 않습니다.

Figure 1 Natural PES의 인장 크리프 특성(4800G)


그림2에 유리섬유강화 그레이드(3601GL30,4101GL30)의150 ℃에 있어서의 굴곡 크리프 특성을 나타냅니다.
결정성의 PPS(유리 섬유 40%강화 그레이드)에 비해, PES는 뛰어난 크리프 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있습니다.

Figure 2 유리섬유강화 PES (3601GL30,4101GL30)의 굴곡크리프특성


충격강도
 
PES는 강인한 수지이며 , 뛰어난 내충격성을 가지고 있습니다.
그림3에 IZOD충격강도에 대해 다른 내열 수지와 비교한 것을 나타냅니다만,
Not notch 내츄럴 그레이드에서는 파괴하지 않는 것을 알 수 있습니다.
부품 설계시, 예각 부분이나 예각인 나사절를 가능한 한 만들지 않는 것이 중요합니다.
그리고, sprue 나 gate를 예쁘게 절단 하거나 금형의 표면을 예쁘게 하는 일도 응력 집중을 막으며
PES본래의 강도를 발휘 할 수 있게 됩니다.

Figure 3 내충격성[Impact Resistance]


Figure 4 Notch Tip Radius Dependence of Impact Strength at a Temperature of 20°C (PES4800G)


그림5에 충격 강도의 온도 의존성을 나타냅니다.
PES는 0 ℃ 이하의 온도, 예를 들면, －100 ℃ 에서도 충분한 충격 강도를 가지고 있는 것을 알 수 있습니다.

Figure 5 충격 강도의 온도 의존성(PES4800G)[Temperature Dependence of Impact Strength (PES4800G)]


Weld Strength

Weld Strength
 
사출 성형을 하는 경우 , 웰드부(수지의 합류점) 는 비웰드부보다 강도가 낮아집니다.
유리섬유강화 그레이드의 웰드부의 강도는 유리섬유의 함유량에 의해 저하합니다.
그림6에는 비웰드 강도와 웰드 강도의 비교를, 표1에 PES의 웰드부의 인장 강도를 나타냅니다.

Figure 6 웰드부와 비웰드부의 굴곡강도[Bend Strengths of Weld and Non-weld Areas]


Table 1 웰드부의 인장 강도[Tensile Strength of Weld Areas]
(Unit : MPa)
Grade Non-Weld Areas Weld Areas
4100G
4800G 		84
84 		81
82
3601GL20
4101GL20
4101GL30 		124
124
140 		67
68
61

PES는 타수지와 비교해, 웰드 강도가 매우 높은 것을 알 수 있습니다.
특히 비강화의 내츄럴 그레이드는 웰드부의 강도 저하가 거의 없고, 비웰드부와 동등의 강도를 가지고 있습니다.

Weld Strength of 4100G


Table 2 Weld Strength
Resin Bend Strength
(MPa)		 Izod Impact Strength (J/m)
Without Notch 0.25OR Notch
Non-weld Area Weld Area Non-weld Area Weld Area Non-weld Area Weld Area
PES 4100G 140* 140* >1960* 2156 68 49
4101GL20 190 110 411 117 68 29
4104GL30 180 110 362 98 68 29
PPS(GF40%) 170 70 166 29 49 19
Figure Marked with * = did not rupture
Note 1)  
Molding Machine : Neomat N47 / 28, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Injection Pressure : 130MPa
Injection Speed : 60%
Cylinder Temperature : 340°C(4100G)
350°C(4101GL20·4104GL30)
Injection Time : 10 seconds
Cooling Time : 20 seconds

Weld Strength of Thin-walled Moldings

Figure 7 Relationship Between Wall Thicknesses of Moldings and Weld Area Tensile Strength



웰드 강도의 개선[Improvement of Weld Strength]
 
웰드에 의한 강도 저하가 실용상 문제가 되는 경우에는, 아래 방법에 따라 개선 가능성이 있습니다.

●어닐링에 의한 개선
유리 섬유 강화 그레이드의 웰드부는, 150~180 ℃의 어닐링 처리에 의해 15~20% 향상합니다.
적절한 어닐링 조건은 0.5mm~1.5mmt의 두꺼운 부분의 경우 150 ℃×20분, 2mmt의 두꺼운 부분의 경우 180 ℃×180분 입니다.
Table 3 Improvement of Weld Tensile Strength in Glass Fiber Reinforced Grades Through Annealing
(Units: MPa)
Grade Before Annealing 150 °C 180°C
20min 20min 180min
3601GL20
4101GL20 		68
76(113%)
76(113%)
77(114%)
3601GL30
4101GL30 		61
75(123%)
75(121%)
75(121%)

●금형 온도에 의한 개선
웰드 강도는 성형시의 금형 온도는 높은 것이 유리하기 때문에, 금형 온도를160~180 ℃로 높게 하는 것을 검토해 주세요.